(57)【要約】    【課題】高い検出分解能を実現することができるレンズユニットの如き光学部品の評価装置と評価方法を提供する。    【解決手段】光学部品の評価装置は、固定された状態で保持されるべきレンズ１１及び移動可能に保持されるべきレンズ９を保持しうる枠１０を有する保持手段６と、透過孔列Ｒ０とこの透過孔と同心円状に配置される透過孔列Ｒ１とを有するチャート４と、チャート４に光束を照射する光源１と、透過孔列Ｒ０，Ｒ１を透過した光束を撮像するＣＣＤカメラ１２と、演算処理部１４と、移動手段５とを備えている。ＣＣＤカメラ１２で撮像した結果より、演算処理部１４が各光束の円周の中心座標を求めて中心座標間距離を算出してレンズ９の移動量を算出し、この移動量に基づいて移動手段５がレンズ９を移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光束を生成する光束生成部と、
前記光束生成部からの光を受光する位置に配置された撮像装置と、
前記撮像装置よりも前記光束生成部側に配置され、光学部品を保持する保持部材と、
前記撮像装置からの出力情報に基づいて、所定の処理を行なう処理装置を備え、
前記光束生成部は、第１の領域群と第２の領域群を少なくとも備え、
前記第１の領域群における複数の領域は、第１の所定の線上に、互いに離れて位置し、
前記第２の領域群における複数の領域は、第２の所定の線上に、互いに離れて位置し、
前記第２の領域群は、前記第１の領域群の外側に位置するようにした、
ことを特徴とする光学部品の評価装置。
【請求項２】
前記光束生成部は、光源と基板を有し、
前記基板は、前記光源と前記保持部材の間、あるいは前記保持部材と前記撮像装置の間に配置され、
前記第１の領域群及び前記第２の領域群における複数の領域は、光を透過あるいは反射する領域である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項３】
前記光束生成部は、複数の発光部を有する光源であり、
前記第１の領域群及び前記第２の領域群における複数の領域は、前記複数の発光部であり、前記第１の所定の線及び前記第２の所定の線上に等間隔に配置されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項４】
前記第１の所定の線は円周であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項５】
前記第１の所定の線は多角形の辺であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項６】
前記第２の所定の線は円周であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項７】
前記第２の所定の線は多角形の辺であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項８】
前記第１の領域群における前記複数の領域の外形形状は、全て同じ形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項９】
前記第１の領域群における前記複数の領域の外形形状は、少なくとも２つの異なる形状を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１０】
前記第２の領域群における前記複数の領域の外形形状は、全て同じ形状であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１１】
前記第２の領域群における前記複数の領域の外形形状は、少なくとも２つの異なる形状を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１２】
前記複数の領域の外形形状は円であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１３】
前記複数の領域の外形形状は多角形であることを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１４】
前記出力情報には、第１の出力情報と、第２の出力情報が含まれ、
前記第１の出力情報は、前記第１の領域群における前記複数の領域の像から求めた情報であり、
前記第２の出力情報は、前記第２の領域群における前記複数の領域の像から求めた情報であり、
前記処理装置は、前記第１の出力情報と前記第２の出力情報に基づいて、前記光学部品の位置調整に必要な情報を算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１５】
前記第１の出力情報は、前記第１の領域群の中心位置の情報であり、
前記第２の出力情報は、前記第２の領域群の中心位置の情報であり、
前記第１の領域群の中心位置の情報は、前記第１の領域群における前記複数の領域の像の全てから求めた情報であり、
前記第２の領域群の中心位置の情報は、前記第２の領域群における前記複数の領域の像の全てから求めた情報である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学部品の評価装置。
【請求項１６】
第１の領域群における複数の領域を、第１の所定の線上に、互いに離れて位置させるステップと、
第２の領域群における複数の領域を、第２の所定の線上に、互いに離れて位置させるステップと、
前記第２の領域群を、前記第１の領域群の外側に位置させるステップと、
前記第１の領域群と前記第２の領域群を、光学部品を介して撮像するステップと、
前記撮像した像から得た像情報で、前記光学部品の調整を行なうステップを含むことを特徴とする光学部品の評価方法。
【請求項１７】
第１の領域群における複数の領域の像情報を全て用いて、第１の領域群の中心座標を算出するステップと、
第２の領域群における複数の領域の像情報を全て用いて、第２の領域群の中心座標を算出するステップと、
第１の領域群の中心座標と第２の領域群の中心座標に基づいて、前記光学部品の調整を行なうステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の光学部品の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の評価装置及び評価方法に関し、特に、カメラ用レンズや撮像ユニット等のレンズユニットの組立て時に用いられるレンズユニットの評価装置及び評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズユニットの光軸調整を行なう装置は、例えば、特許文献１に開示されている。ここで開示されているレンズユニットの光軸調整装置は、中心光線と該中心光線に平行な３本以上の輪帯光線とが、レンズユニットに照射されるようになっている。
【特許文献１】特許第３２０８９０２号公報
【０００３】
次に、特許文献１に開示された光軸調整装置について、図１５、図１６および図１７を用いて説明する。図１５はその光軸調整装置の概略構成図、図１６はその光軸調整装置の結像に関する説明図、図１７はその光軸調整装置のＣＣＤカメラ受像面における像を示す図である。
【０００４】
図１５において、レンズユニットの光軸調整装置は、光源５０と、ピンホール板５１と、ＮＤフィルタ５２と、コリメータレンズ５３及びミラー５４とを備えている。ピンホール板５１は、この光源５０の左方に配置されている。このピンホール板５１には、φ０．６μｍ程度のピンホール加工が施されている。また、ＮＤフィルタ５２及びコリメータレンズ５３は、ピンホール板５１の左方に配置されている。ミラー５４は、コリメータレンズ５３の左方に配置されている。
【０００５】
更に、図１５において、ミラー５４の下方には、不透明で平板状のチャート５５が配置されている。このチャート５５は、チャート５５の面が、チャート５５に入射する光の光軸に対して垂直になるように配置されている。
このチャート５５には、図１６に示すように、チャート５５の中心点Ｍ０と、この中心点Ｍ０を中心とする輪帯上において等間隔に並ぶ８点（Ｍ１〜Ｍ８）に、光透過領域形成されている。Ｍ０〜Ｍ８の各点には、ピンホール加工が施されている。
【０００６】
図１５において、チャート５５の下方には、対象レンズ系Ｔが配置されている。対象レンズ系Ｔは、レンズ系５６と、玉枠５７と、本体側の取付部５８と、レンズ系５９と、調整治具６０とを有している。玉枠５７は、レンズ系５６を保持及び固定する。本体側の取付部５８は、この玉枠５７が差し込まれる構造を有している。レンズ系５９は、玉枠５７の上部に配置され、調整対象となるレンズ系である。調整治具６０は、レンズ系５９に接触するように配置されている。
【０００７】
図１５において、対象レンズ系Ｔの下方の任意の位置には、像面６１がある。像面６１の下方には、顕微鏡レンズ６２、ＣＣＤカメラ６３、フォーカス軸６４が配置されている。顕微鏡レンズ６２は、その光軸が対象レンズ系Ｔの光軸と一致するように配置されている。ＣＣＤカメラ６３は、顕微鏡レンズ６２の下方に配置されている。このＣＣＤカメラ６３は、その受像面が対象レンズ系Ｔの光軸に垂直になるように配置されている。
【０００８】
上記顕微鏡レンズ６２、ＣＣＤカメラ６３、フォーカス軸６４は、粗調心二軸６５によって動くＸ−Ｙテーブルに搭載されている。そして、粗調心二軸６５を調整することにより、ＣＣＤカメラ６３の受像画面内に像を捉えるようになっている。
【０００９】
ここで、この光軸調整装置の結像について説明する。
上記光源５０から発した光は、ピンホール板５１、ＮＤフィルタ５２及びコリメータレンズ５３を介して平行光Ｒとなる。平行光束Ｒは、ミラー５４により反射されて、ミラー５４から下方へ向かう平行光Ｒ´となる。
【００１０】
この平行光Ｒ´は、チャート５５によって一部の光が遮られ、残りの光はチャート５５を通過する。具体的には、平行光Ｒ´は、チャート５５の中心点Ｍ０のピンホール、及び中心点M０を中心とする輪帯上において等間隔に並ぶ８点（Ｍ１〜Ｍ８）のピンホールを通過して、９本の光線となる（ピンホール像が形成される）。そして、チャート５５を通過した９本の光線は、対象レンズ系Ｔを通過して、像面６１に入射する。このとき、平行光Ｒ´は、その光のほとんどがチャート５５によって遮蔽されるので、９個のピンホール像のみがＣＣＤカメラ６３に結像する。
【００１１】
ここで、レンズ系５９の光軸が、レンズ系５６及び全光学系の光軸に対して理想的に一致しているとする。この場合、図１６において、レンズ系５９、５６を通過した光線Ｒ１．Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８によって、輪帯上の照射点Ｌ１〜Ｌ８が得られる。これらの照射点の重心位置から求まる中心位置と、レンズ系５９，５６を通過した光線Ｒ０によって得られる照射点Ｌ０の重心位置は一致する。
【００１２】
しかし、レンズ系５９の光軸がレンズ系５６乃至全光学系の光軸に対してずれている場合、輪帯上の照射点Ｌ１〜Ｌ８の重心位置から求まる中心位置と、照射点Ｌ０の重心位置は、ずれてしまう。そこで、この輪帯上の照射点Ｌ１〜Ｌ８の重心位置から求まる中心位置と、照射点Ｌ０の重心位置とのずれを合致させるために、特許文献１では、演算処理部６６及び微調心二軸６９を用いた光軸調整を行なっている。すなわち、演算処理部６６は、照射点６７（図１７参照）を除く輪帯を構成する８個の照射点の画素すべてについて、そのＸ座標ＸＲ１〜ＸＲｍ、Ｙ座標ＹＲ１〜ＹＲｍの平均を求めて、輪帯の中心６８における中心座標Ｂ（ＸＧ，ＹＧ）を得る。
【００１３】
次に、照射点６７における重心座標Ａ（Ｘ０，Ｙ０）と輪帯の重心座標Ｂ（ＸＧ，ＹＧ）との偏差（ＸＧ−Ｘ０，ＹＧ−Ｙ０）を、軸上コマ量（ΔＸ，ΔＹ）として検出する（評価値を得る）。そして、検出された軸上コマ量に応じて、微調心二軸６９を微動させる。その際、軸上コマ量が設定された規格内に収まるように、レンズ系５９を微動させて、光軸調整を行なう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１では、第１レンズ系（図１５におけるレンズ系５６）及び第２レンズ系（図１５におけるレンズ系５９）の光軸ずれの検出において、評価値のばらつきは、中心光束の重心、及び輪帯光束の中心のばらつきである。言い換えれば、評価値のばらつきは、中心光束の重心座標、及び輪帯光束の中心座標のばらつきになる。ここに記載の検出方法によれば、輪帯光束の中心座標は、輪帯を構成する八つの光束の平均値から算出される。すなわち、平均化が行なわれることにより、八つの光束のばらつきが相殺される。その結果、中心座標のばらつきが、各光束の重心位置のばらつきに比べて小さくなるようになっている。
しかし、中心光束の重心座標に関しては、一つの光束のみから算出されている。そのため、一つの光束の重心座標のばらつきが、そのまま評価値に影響してしまうことになるので、評価値のばらつきを悪化させる要因の一つになっている。
【００１５】
また、最近の技術動向として、レンズユニットの小型化という流れがある。このような小型化実現のために、レンズユニットの組立時に要求される光軸ずれ精度も厳しくなってきている。
しかし、特許文献１に記載の装置を用いてレンズユニットの光軸を調整しようとした場合、上記のように評価値のばらつきが大きくなるため、検出分解能を著しく低下させ、調整精度を悪化させてしまうおそれがある。そのため、レンズユニットの小型化も困難となるおそれがある。
【００１６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光軸ずれ（あるいは光学部品と枠の取り付け誤差）を高い分解能で検出することができる光学部品の評価装置と評価方法を提供することを目的とする。
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明による光学部品の評価装置は、複数の光束を生成する光束生成部と、前記光束生成部からの光を受光する位置に配置された撮像装置と、前記撮像装置よりも前記光束生成部側に配置されていて光学部品を保持する保持部材と、前記撮像装置からの出力情報に基づいて所定の処理を行なう処理装置とを備え、前記光束生成部は、第１の領域群と第２の領域群を少なくとも備え、前記第１の領域群における複数の領域は、第１の所定の線上に、互いに離れて位置し、前記第２の領域群における複数の領域は、第２の所定の線上に、互いに離れて位置し、前記第２の領域群は、前記第１の領域群の外側に位置することを特徴とする。
【００１８】
本発明の光学部品の評価装置においては、前記光束生成部は、光源と基板を有し、前記基板は、前記光源と前記保持部材の間あるいは前記保持部材と前記撮像装置の間に配置され、前記第１の領域群及び前記第２の領域群における複数の領域は、光を透過あるいは反射する領域であることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記光束生成部は、複数の発光部を有する光源であり、前記第１の領域群及び前記第２の領域群における複数の領域は、前記複数の発光部であり前記第１の所定の線及び前記第２の所定の線上に等間隔に配置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第１の所定の線は、円周であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第１の所定の線は、多角形の辺であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第２の所定の線は円周であることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第２の所定の線は多角形の辺であることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第１の領域群における前記複数の領域の外形形状は、全て同じ形状であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第１の領域群における前記複数の領域の外形形状は、少なくとも２つの異なる形状を含むことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第２の領域群における前記複数の領域の外形形状は、全て同じ形状であることを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第２の領域群における前記複数の領域の外形形状は、少なくとも２つの異なる形状を含むことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記複数の領域の外形形状は、円であることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記複数の領域の外形形状は、多角形であることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記出力情報には、第１の出力情報と、第２の出力情報が含まれ、前記第１の出力情報は、前記第１の領域群における前記複数の領域の像から求めた情報であり、前記第２の出力情報は、前記第２の領域群における前記複数の領域の像から求めた情報であり、前記処理装置は、前記第１の出力情報と前記第２の出力情報に基づいて、前記光学部品の位置調整に必要な情報を算出することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の光学部品の評価装置においては、前記第１の出力情報は、前記第１の領域群の中心位置の情報であり、前記第２の出力情報は、前記第２の領域群の中心位置の情報であり、前記第１の領域群の中心位置の情報は、前記第１の領域群における前記複数の領域の像の全てから求めた情報であり、前記第２の領域群の中心位置の情報は、前記第２の領域群における前記複数の領域の像の全てから求めた情報であることを特徴とする。
【００３２】
本発明の光学部品の評価方法は、第１の領域群における複数の領域を、第１の所定の線上に、互いに離れて位置させるステップと、第２の領域群における複数の領域を、第２の所定の線上に、互いに離れて位置させるステップと、前記第２の領域群を、前記第１の領域群の外側に位置させるステップと、前記第１の領域群と前記第２の領域群を、光学部品を介して撮像するステップと、撮像した前記像から得た像情報で、前記光学部品の調整を行なうステップとを含んでいる。
【００３３】
本発明の光学部品の評価方法においては、前記第１の領域群における複数の領域の像情報を全て用いて、前記第１の領域群の中心座標を算出するステップと、前記第２の領域群における複数の領域の像情報を全て用いて、前記第２の領域群の中心座標を算出するステップと、前記第１の領域群の中心座標と前記第２の領域群の中心座標に基づいて、前記光学部品の調整を行なうステップを更に含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
保持部に光学部品を取り付けた際に、その取り付け位置が本来の位置からずれていたとする。この場合、撮像装置で受光された第１の領域群の中心座標と第２の領域群の中心座標は一致しない。これを利用して、本発明の光学部品の評価装置によれば、第１の領域群の中心座標と第２の領域群の中心座標の差に基づいて、光学部品の評価値として算出し、光学部品の評価を行うことができる。
本発明の光学部品の評価装置によれば、評価値は、第１及び第２の領域群から求められる中心座標の差に基づいて得られる。このとき、第１及び第２の領域群は、それぞれ、複数の領域から構成されている。このように、複数の領域を使うことで、中心座標のバラツキを、１つの領域から求めた時の中心座標のバラツキに比べると小さくすることができる。即ち、評価値のバラツキを小さくすることができる。よって、光軸ズレ（あるいは光学部品と枠の取り付け誤差）を、精度よく評価することが可能となる。
また、この評価値に基づいて、光学ユニットの組立時に、光軸ズレや光学部品と枠の取り付け誤差を最小限にすることができる。
【００３５】
本発明の光学部品の評価方法によれば、評価値は、複数の領域から構成される第１及び第２の領域群から求められる中心座標の差に基づいて得られる。このとき、第１及び第２の領域群は、それぞれ、複数の領域から構成されている。このように、複数の領域を使うことで、中心座標のバラツキを、１つの領域から求めた時の中心座標のバラツキに比べると小さくすることができる。即ち、評価値のバラツキを、小さくすることができる。よって、光学ユニットの組立時に、光軸調整（あるいは光学部品と枠の取り付け調整）を、精度よく行なうことが可能となる。
【００３６】
このように、本発明によれば、従来技術の課題でもあった評価値のバラツキが抑えられる。その結果、光軸ズレ（あるいは光学部品と枠の取り付け誤差）を、高い分解能で評価できる。これにより、光軸ずれの許容量が厳しい小型のレンズユニットの調整も可能となる。よって、レンズユニットの小型化へ寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
実施形態における光学部品の評価とは、例えば、光学部品どうしの光軸ズレや、光学部品と枠の取り付け誤差を評価することである。より具体的には、光軸ズレや取り付け誤差をゼロ、または十分小さくする調整を行なうにあたって、その調整ができるような情報を得ることである。なお、この評価に際しては、光学部品は保持部に取り付けた状態になっている。また、本発明の光学部品の評価装置では、評価結果に基づいて、光学部品どうしの光軸ズレや、光学部品と枠の取り付け誤差をゼロ、または十分小さくする調整を行なうこともできる。
本発明の実施形態の説明に先立ち、作用効果を総括的に述べておく。
一方の光学部品が固定された状態で保持され、他方の光学部品が移動可能に保持されているとする。このとき、一方の光学部品の光軸と、他方の光学部品の光軸とが一致していないとする。この場合、各光学部品を透過した２つの透過光束群（第１の領域群を通過した光束と、第２の領域群を通過した光束）の中心座標は、一致しない。そこで、一方の透過光束群の中心座標と、他方の透過光束群の中心座標の差（距離）を、一方の光学部品における光軸のずれ量として算出する。そして、算出された光軸のずれ量に基づいて、一方の光学部品の移動量を求める。このように、光軸のずれ量の算出に、各透過光束の中心座標を使うようにしたので、中心座標を算出する際の母集団の画素数を増やすことができる。その結果、母集団の画素数が少ない場合に比べて、中心座標のばらつきを小さくすることができる。すなわち、評価値のばらつきを小さくすることができる。その結果、光軸のズレ量の検出分解能を高くすることができる。よって、より精度の良い光軸調整が可能となる。
【００３８】
第１実施例
以下、図１乃至図５に基づいて、第１実施例を説明する。
図１（a）は本実施例に係る光軸調整装置の概略図、図１（b）は図１（a）におけるＡ−Ａ方向に見たチャート４の説明図、図２は撮像装置で撮像されるピンホール像の模式図、図３は透過孔を通過した二つの光束を構成する各ピンホール像の模式図、図４は各光束の中心座標を表した模式図、図５は図４に示す中心座標部分を拡大した説明図である。
【００３９】
図１（a）において、光源１の下方には、ピンホール加工が施されたピンホール板２が配置されている。また、ピンホール板２の下方には、コリメータレンズ３が配置されている。コリメータレンズ３の下方には、チャート４が配置されている。チャート４は、不透明な円盤形状の薄板部材であり、その円盤平面が、後述する被調整レンズ系１５の光軸に対して垂直になるように配置されている。
【００４０】
図１（b）に示すように、チャート4 は、透過孔列Ｒ０（第１の領域群）と、透過孔列Ｒ０の円周と同心円状に配置される透過孔列Ｒ１（第２の領域群）とを有している。この透過孔列Ｒ０は、ピンホールＰ０１、Ｐ０２，Ｐ０３、Ｐ０４，Ｐ０５，Ｐ０６，Ｐ０７．Ｐ０８（複数の領域）を、円周上に等間隔で８点配置して形成されている。また、透過孔列Ｒ１は、ピンホールＰ１１、Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４，Ｐ１５，Ｐ１６，Ｐ１７，Ｐ１８（複数の領域）を、円周上に等間隔で８点配置して形成されている。
【００４１】
ここで、チャート４のピンホールＰ０１〜Ｐ０８、Ｐ１１〜Ｐ１８は、通常の金属加工により形成してもよいが、通常の金属加工よりも加工精度の良いフォトエッチング処理による加工を施すことが好ましい。又は、基板を平行平面形状で形成し、通常の金属加工よりも加工精度の良いパターン蒸着により、ピンホールＰ０１〜Ｐ０８、Ｐ１１〜Ｐ１８を形成することが好ましい。
フォトエッチング、パターン蒸着は、加工精度が、通常の金属加工よりも二桁程度良い。一方、基板に設けられているピンホール（透過孔）の加工精度（精度良く円周に整列する整列度、二つの透過孔の同心度等）は、そのまま評価値の精度に効いてしまう。そこで、基板をフォトエッチング、パターン蒸着で作製する。このようにすることで、基板の加工精度を向上させることができ、評価値の精度を向上させることができる。
【００４２】
図１（a）において、チャート４の下方には、レンズ系９を含む被調整レンズ系１５、調心治具８、保持手段６及び移動手段５が設けられている。調心治具８は、レンズ系９に接触するように配置されている。保持手段６は、被調整レンズ系１５を保持する。移動手段５は、保持手段６の上に配置されている。調心治具８は、移動手段５と連結状態に構成されている。よって、移動手段５の動きが、調心治具８を介して被調整レンズ系９に伝わる。移動手段５は、被調整レンズ系１５の光軸と直交するＸ−Ｙ方向に、調心治具８を移動させることが可能な構成になっている。
【００４３】
被調整レンズ系１５は、レンズ系９とレンズ系１１とを保持する枠１０を備えている。また、保持手段６は、枠１０を保持することにより、被調整レンズ系１５を保持している。ここで、レンズ系１１は、光軸調整前に、枠１０に固定された状態で保持されるようになっている。
【００４４】
レンズ系９は、光軸調整前には、枠１０に移対して動可能な状態で保持されている。このレンズ系９と枠１０との間は、紫外線硬化型接着剤が、光軸調整前に充填されている。紫外線硬化型接着剤は、光軸調整後に、図示しない紫外線照射ユニットより紫外線を照射され、硬化する。これにより、レンズ系９を保持（固定）するようになっている。
【００４５】
また、枠１０は、保持手段６により保持されるようになっている。この枠１０は、透過孔列Ｒ０とＲ１の中心と、レンズ系１１の光軸とが一致するように配置されている。
【００４６】
なお、本実施例では、レンズ系９とレンズ系１１とを、枠１０により保持することとしているが、本発明の保持部はこれに限定されるものではない。第１光学素子（光学部品）であるレンズ系１１と第２光学素子であるレンズ系９（光学部品）とを、異なる保持部により保持するように構成してもよい。
【００４７】
図１（a）において、被調整レンズ系１５の下方には、ＣＣＤカメラ１２が配置されている。ＣＣＤカメラ１２は、駆動手段７により、被調整レンズ系１５の光軸方向に移動可能に構成されている。また、ＣＣＤカメラ１２、駆動手段７及び移動手段５を制御するための演算処理部１４が設けられている。
【００４８】
この演算処理部１４は、二つの透過孔列Ｒ０、Ｒ１及び被調整レンズ系１５を透過した二つの光束群について、それぞれの座標検出を行う。具体的には、演算処理部１４は、ＣＣＤカメラ１２で撮像される像（二つの透過孔列Ｒ０、Ｒ１及び被調整レンズ系５を透過した光束群の像）を用いて、二つの透過孔列Ｒ０とＲ１の中心座標（すなわち、各光束群の円周の中心座標）を求める。そして、中心座標間の距離を算出し、この算出結果よりレンズ系9の移動量を算出する。なお、ＣＣＤカメラ１２で観察された二つの光束群の像（透過孔列Ｒ０とＲ１の観察像）は、表示装置１３に表示されるようになっている。
【００４９】
上記のように構成した光軸調整装置において、光源1で発光した光は、ピンホール板２を透過して点光源をつくる。点光源からの光は、コリメータレンズ３により平行光束となる。コリメータレンズ３より照射された平行光束を、透過孔列Ｒ０、Ｒ１が設けられているチャート４に照射する。そして、チャート４から射出した二つの透過光束群を、被調整レンズ系１５に照射する。被調整レンズ系１５を透過した二つの透過光束群は、ＣＣＤカメラ１２で撮像される。この撮像による像は、表示装置１３に表示される。
【００５０】
図３は、表示装置１３に表示された各ピンホール像の模式図である。各ピンホール像は、透過光束群を構成している。図３に示すように、表示装置１３は、ピンホール像Ｚ０１、Ｚ０２、Ｚ０３、Ｚ０４、Ｚ０５、Ｚ０６、Ｚ０７、Ｚ０８から構成される透過光束群Ｚ０と、ピンホール像Ｚ１１，Ｚ１２，Ｚ１３，Ｚ１４，Ｚ１５，Ｚ１６，Ｚ１７，Ｚ１８から構成される透過光束群Ｚ１を表示する。これらのピンホール像は、被調整レンズ系１５を介して得られる。
【００５１】
上記した透過光束群Ｚ０、Ｚ１の大きさは、ＣＣＤカメラ１２において撮像される透過光束Ｚ０、Ｚ１が、ＣＣＤカメラ１２の視野内で最大になるように、調整される。この調整は、駆動手段７により、ＣＣＤカメラ１２を被調整レンズ系１５の光軸方向に上下させることにより行なう。
【００５２】
次に、演算処理部１４により、中心座標を算出する方法について説明する。中心座標を算出にあたっては、まず、ＣＣＤカメラ１２で撮像した各透過光束から、各々の重心座標を検出する。続いて、この重心座標を用いて、透過光束群のおのおのについて、その中心座標を算出する。中心座標の算出では、各光束の重心座標の合計を求め、平均を求める。
【００５３】
中心座標の算出について、更に説明する。ＣＣＤカメラ１２で撮像（観察）された二つの透過光束群Ｚ０，Ｚ１の画像は、演算処理部１４に送られる。ここで、演算処理部１４において、透過光束群Ｚ０、Ｚ１を構成する各々のピンホール像に画像処理が施される。この画像処理は、各画素に、２値化処理を施すことにより行なう。２値化処理では、予め設定された所定の閾値より輝度の高い画素には「１」を与え、その他の輝度の低い画素には「０」を与える。
【００５４】
次に、画像処理を施した透過光束群Ｚ０，Ｚ１の画像を用いて、レンズ系９の移動量の算出について説明する。
各々のピンホール像毎に、２値化処理において「１」となった画素の全てのＸ座標Ｘ０１〜Ｘ０ｎ及びＹ座標Ｙ０１〜Ｙ０ｎの平均を求め、各々のピンホール像の重心座標（Ｘｃ、Ｙｃ）を算出する（図２の例を参照）。
【００５５】
各々のピンホール像の重心座標は、下記の算出式（１）、（２）より求められる。
Ｘｃ＝（Ｘ０１〜Ｘ０ｎの合計）／ｎ                                  …（１）
Ｙｃ＝（Ｙ０１〜Ｙ０ｎの合計）／ｎ                                  …（２）
算出式（１）、（２）を用いて、各々のピンホール像の重心座標Ｚｃ０１、Ｚｃ０２、Ｚｃ０３、Ｚｃ０４、Ｚｃ０５、Ｚｃ０６、Ｚｃ０７、Ｚｃ０８、Ｚｃ１１、Ｚｃ１２、Ｚｃ１３、Ｚｃ１４、Ｚｃ１５、Ｚｃ１６、Ｚｃ１７、Ｚｃ１８を求める。算出された各々のピンホール像の重心座標を、図３における各ピンホール像の符号の括弧内に示す。
【００５６】
図３に示す各々のピンホール像の重心座標を用いて、二つの透過光束群Ｚ０、Ｚ１の中心座標Ｚ０ｃ、Ｚ１ｃを、下記の算出式（３）、（４）、（５）、（６）より求める（図４参照）。
Ｚ０ｃのＸ座標：Ｚ０ｃＸ＝（Ｚｃ０１〜Ｚｃ０８のＸ座標の合計）／８  …（３）
Ｚ０ｃのＹ座標：Ｚ０ｃＹ＝（Ｚｃ０１〜Ｚｃ０８のＹ座標の合計）／８  …（４）
同様に、
Ｚ１ｃのＸ座標：Ｚ１ｃＸ＝（Ｚｃ１１〜Ｚｃ１８のＸ座標の合計）／８  …（５）
Ｚ１ｃのＹ座標：Ｚ１ｃＹ＝（Ｚｃ１１〜Ｚｃ１８のＹ座標の合計）／８  …（６）
【００５７】
また、上記算出式（３）〜（６）により算出された中心座標Ｚ０ｃとＺ１ｃを用いて、二つの透過光束の中心座標間距離を、下記の式（７）より求める（図５参照）。
｛（Ｚ１ｃＸ−Ｚ０ｃＸ）2＋（Ｚ１ｃＹ−Ｚ０ｃＹ）2｝1/2              …（７）
算出式（７）より求められた中心座標間距離に応じて、補正移動量を求める。ここで、補正移動量とは、求められた中心座標間距離に定数ｋをかけたものをいう。また、定数ｋは、レンズ系９とレンズ系１１との間に光軸のずれを与えて、その時の中心座標間距離をグラフ上にプロットした近似直線から求めた傾きであり、被調整レンズごとに設定される値になる。この補正移動量は、上記各算出と同様に、演算処理部１４で算出する。この補正移動量が、レンズ系９の最終的な移動量（評価値）となる。
【００５８】
次に、中心座標の評価値に基づき、レンズ系９を移動させて、レンズ系９の光軸、レンズ系１１及び光軸調整装置の光学系の光軸とを一致させる方法について、説明する。
演算処理部１４が算出した補正移動量（評価値）に基づき、移動手段５が移動する。移動手段５の移動は、調心治具８を介してレンズ系９に伝達され、レンズ系９が移動する。移動後、レンズ系９を枠１０に固定する。固定に際しては、図示しない紫外線照射ユニットより紫外線を照射して、紫外線硬化型接着剤を硬化させる。
なお、上記の説明では、レンズ系９の１回の移動で、光軸ズレ（あるいは光学部品と枠の取り付け誤差）をゼロあるいは、十分に小さくにできるものとしている。ただし、１回の移動では、光軸ズレ（あるいは光学部品と枠の取り付け誤差）をゼロあるいは、十分に小さくにできない場合もある。そこで、予め規格を設定しておき、この規格内に評価値が収まるまでレンズ系９の移動を行なっても良い。すなわち、評価値が予め設定された規格内に収まるようにするために、移動手段５によりレンズ系９の位置調整を繰り返し行う。そして、規格内に収まった段階で、レンズ系９を枠１０に固定するために、図示しない紫外線照射ユニットより紫外線を照射して紫外線硬化型接着剤を硬化させる。
【００５９】
次に、本発明に係る基板の各種構成例を説明する。
図６は、上記基板としてのチャートの一構成例を示す図である。
図６に示すチャート２０は、上記チャート４のピンホールＰ０１〜Ｐ８に代えてリング状の透過孔Ｔ１を、ピンホールＰ１１〜Ｐ１８に代えて透過孔Ｔ１と同心円状に配置されるリング状の透過孔Ｔ２とを有している。ここで、チャート２０における透過孔Ｔ１、Ｔ２は、各孔の重心位置を同一円周上に有している。
このチャート２０を、図１（ａ）におけるチャート４に代えて用いることにより、チャート４を用いたときと同様の作用効果を得ることができる。
【００６０】
図７は、上記基板としてのチャートの更に他の構成例を示す図であり、第１透過孔及び第２透過孔を四個以上の孔で形成するチャートの一例を示している。
図７において、チャート２１は、チャート２１の円周と同心円状に配置される内側の透過孔を形成する八個の孔と、この内側の透過孔と同心円状に配置される外側の透過孔を形成する八個の孔とを有している。各孔は、図７に示すように、矩形形状に形成されている。ここで、チャート２１における第１透過孔及び第２透過孔は、各孔の重心位置を同一円周上に有している。
このチャート２１を、図１（ａ）におけるチャート４に代えて用いると、チャート２１を透過して直方体状となった二つの光束を得ることができ、チャート４を用いたときと同様の作用効果を得ることができる。
【００６１】
図８は、上記基板としてのチャートの更に他の構成例を示す図であり、撮像装置で撮像される光束の円周の大きさを変更することができる円周可変機構を備えたチャートの一例を示している。
図８に示すチャート２２は、複数の固定ねじ２３と、各固定ねじ２３を締めることによりチャート２２に固定される複数の絞り板２４と、絞り板２４よりも縦長である複数の絞り板２５とを有している。
【００６２】
絞り板２４は、細長矩形形状の薄板部材であり、長手方向の一端に矩形の孔を有し、長手方向の他端に固定ねじ係止用穴２９を有している。この固定ねじ係止用穴２９は、絞り板２４の長手方向に長い扁平楕円形状で形成されており、その幅は固定ねじ２３の直径とほぼ同じ幅に形成されている。
この絞り板２４は、孔をチャート２２の中心点に向けて、固定ねじ係止用穴２９をチャート２２の外周に向けて、チャート上に配置されている。そして、絞り板２４を図８に矢印で示した方向に移動させることにより、内側の透過孔を形成する光束の円周の大きさを変更することができるようになっている。
【００６３】
絞り板２５は、絞り板２４よりも長手方向に長い細長矩形形状の薄板部材である。この絞り板２５は、絞り板２４の矩形の孔と同様の構成の孔と、絞り板２４の固定ねじ係止用穴２９と同様の構成の固定ねじ係止用穴２９を有している。
この絞り板２５は、絞り板２４と同様に、孔をチャート２２の中心点に向けて、固定ねじ係止用穴をチャート２２の外周に向けて、チャート上に配置されている。そして、絞り板２５を図８に矢印で示した方向に移動させることにより、外側の透過孔を形成する光束の円周の大きさを変更することができるようになっている。
【００６４】
チャート２２は、その円周に、絞り板２４，２５の各固定ねじ係止用穴２９に対応して、各固定ねじ係止用穴２９を固定ねじ２３で固定する位置に、固定ねじ２３の直径とほぼ等しい径の嵌合用穴（図示省略）を有している。また、チャート２２は、絞り板２４，２５の各孔が移動可能な位置に対応して、複数の空隙（図示省略）を有している。
【００６５】
上記チャート２２を用いて各透過孔の円周の大きさを変更するには、チャート２２上の任意の位置に各絞り板２４，２５を配置し、各固定ねじ２３を締めて各絞り板２４，２５をチャート２２上に固定する。
このように構成したチャート２２を、図１（ａ）におけるチャート４に代えて用いることにより、チャート４を用いたときと同様の作用効果を得ることができる。
なお、チャート２２に設けられた嵌合用穴は固定ねじの直径とほぼ等しい径であり、チャート２２に設けられた空隙は絞り板２４，２５のいずれかにより塞がれている。したがって、光束がチャート２２に照射されると、絞り板２４，２５が有する孔のみを光束を通過し、レンズ系９の移動量を算出するために必要な二つの光束が得られる。
このように、二つの透過孔の円周の大きさを可変にすることができれば、異なる直径の被調整レンズ系に入れ替えたときの光軸を調整することができるので、様々な被調整レンズ系に対応することができる。
【００６６】
図９は、図７及び図８に示すチャートの第１透過孔及び第２透過孔について、各孔の大きさを変更することができる孔径可変機構の構成を示す図である。
図９において、透過孔板２６は、細長板状部材を折り曲げた略Ｌ字型で形成されている。この透過孔板２６は、折れ曲がり部の略中央に、透過孔板２６とチャートとを固定する固定ねじ２８のための貫通穴３０を有している。透過孔板２６の貫通穴３０は、その縦の長さが透過孔板の幅より短い扁平楕円形状で形成されており、貫通穴３０の幅は固定ねじ２８の直径とほぼ同じ幅に形成されている。
透過孔板２７は、透過孔板２６と同様の細長板状部材を、透過孔板２６と逆の方向に折り曲げた略逆Ｌ字型で形成されており、その折れ曲がり部の略中央に、透過孔板２６の貫通穴３０と同様の貫通穴３０を有している。
また、透過孔板２６，２７を配置するチャート（図示省略）には、固定ねじ２８を係止する係止穴（図示省略）が設けられている。
なお、透過孔板２６，２７は、一つの固定ねじ２８により、それぞれの折れ曲がり部を係止されるのみであるが、透過孔板２６と透過孔板２７とが接する面の摩擦力及びチャートと透過孔板２６とが接する面の摩擦力により、透過孔板２６，２７がチャート上でずれないようになっている。
【００６７】
この透明孔板２６を用いて透過孔の大きさを変更するには、チャート上で、透過孔板２６をチャートに係止している固定ねじ２８を緩めて、透過孔板２６を図９の右側に示す矢印方向に透過孔板２６を移動させて、所望の透過孔の径の位置に透過孔板２６を固定する。透過孔板２７を用いて透過孔の大きさを変更するには、図９の左側示す矢印方向に透過孔板２７を移動させる。なお、透過孔板２６，２７の両方を移動させて透過孔の大きさを調整してもよい。
ここで、チャートが有する係止穴と透過孔板２６，２７の各貫通孔３０と固定ねじ２８とにより、透過孔板２６，２７の移動可能な方向はチャートの径方向に限られているので、透過孔板２６，２７を移動した結果得られる各透過孔も、チャートの中心座標を中心とした同心円上に位置するようになっている。
このように、透過孔板２６，２７を移動させることにより、各透過孔を中心座標を中心とした同心円状に保持しつつ、図７又は図８に示す透過孔の大きさを変更することができる。
このように、孔径可変機構を備えるようにすれば、調整対象となる被調整レンズ系が変わっても、被調整レンズ系ごとに基板を変更することなく光軸調整を行うことができる。
【００６８】
図１０は、上記基板としてのチャートの他の構成例を示す図である。この構成例では、基板は透過孔列Ｒ０と透過孔列Ｒ１を有し、透過孔列Ｒ０の中心座標と、透過孔列Ｒ１の中心座標が一致するように配置されている。透過孔列Ｒ０とＲ１は矩形状に配列されている。このチャート３１を図１（a）におけるチャート４に代えて用いることにより、チャート４を用いた時と同様の作用効果を得ることができる。
【００６９】
図１１は、上記基板としてのチャートの更に他の構成例を示す図である。この構成例では、基板に配置されている透過孔のパターンが、円形状に配列された透過孔列Ｒ０と、矩形状に配列された透過孔列Ｒ１の組合せとなっている。ここで、透過孔列Ｒ０の中心座標と、透過孔列Ｒ１の中心座標が一致するように２つの透過孔列は、配置されている。
このチャート３２を図１（a）におけるチャート４に代えて用いることにより、チャート４を用いた時と同様の作用効果を得ることができる。
【００７０】
図１２は、上記基板としてのチャートの更に他の構成例を示す図である。この構成例では、基板に配置されている透過孔列Ｒ０を構成するピンホールが同心円上に等角度間隔に３個配置されている。同様に透過孔列Ｒ１についてもピンホールが同心円上に等角度間隔に３個配置されている。ここで、透過孔列Ｒ０の中心座標と透過孔列Ｒ１の中心座標が一致するように２つの透過孔列は、配置されている。
このチャート３３を図１（a）におけるチャート４に代えて用いることにより、チャート４を用いた時と同様の作用効果を得ることができる。
【００７１】
第２実施例
次に、図１３及び図１４に基づいて、第２実施例を説明する。
図１３は本実施例に係る光軸調整装置の概略構成図、図１４は本実施例に用いられるチャートの詳細図である。
本実施例は、第１実施例と比較して、光源１、ピンホール板２、コリメータレンズ３及びチャート４の代わりに、複数の発光部を有する光源４´を配置している点で異なっている。その他の構成は、第１実施例と同じになっている。
【００７２】
図１４に示すように、光源４´は、基板２３上に複数の発光部が配置されて構成されている。光源４´は、光束リングＬ０と、光束リングＬ０と同心円状に配置された光束リングＬ１とを有している。
この光束リングＬ０は、図１４（a）に示すように、発光部Ｌ０１,Ｌ０２,Ｌ０３,Ｌ０４,Ｌ０５,Ｌ０６,Ｌ０７,Ｌ０８を同一円周上に等間隔で８点配置して形成されている。また、光束リングＬ１は、発光部Ｌ１１,Ｌ１２,Ｌ１３,Ｌ１４,Ｌ１５,Ｌ１６,Ｌ１７,Ｌ１８を、光束リングＬ０と同心の円周上に等間隔で８点配置して形成されている。各光束リングを構成する発光部はＬＥＤ、ＬＤ等の発光素子から構成され、出射される光束は平行光束となるようになっている。平行光束を得るために、発光素子の光射出側にレンズを配置しても良い。
【００７３】
本実施例では、光源１、ピンホール板２、コリメータレンズ３、チャート４から構成されている第１実施例と、同様の作用、効果を得ることができる。
また、本実施例では２つの光束リングが同心円状に配置されているが、図６乃至図１２に示したチャートのように発光部を配置しても、同様の作用、効果を得ることができる。
【００７４】
以上の説明で明らかなように、本実施例によれば、透過光束Ｚ０，Ｚ１の中心座標を検出値の算出に用いたので、各点のばらつきを相殺することができ、中心座標のばらつきを小さくすることができる。即ち、検出値のばらつきを抑えることができ、高い検出分解能を実現できる。このことにより、光軸ずれ精度の厳しい小型のレンズユニットにおける光軸調整が可能となり、レンズユニットの小型化に寄与することができる。
【００７５】
本発明によれば、２つの透過領域を透過した光束を被調整レンズ系に照射し、透過した光束を観察して、２つの透過領域の中心座標を検出値の算出に用いる。２つの透過領域の中心座標は、透過領域を透過した各光束の座標の合計をとり、これを平均して算出する。これにより各光束のバラツキは相殺され、中心座標のバラツキは光束１点のバラツキに比べると小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】（a）は本発明による光軸調整装置の第１実施例の概略構成図であり、（b）は（a）のＡ-Ａ線に沿って見たチャート４の説明図である。
【図２】観察されたピンホール像の模式図である。
【図３】観察された透過光束を構成する各ピンホール像の模式図である。
【図４】透過光束の中心座標を表した模式図である。
【図５】図４の中心座標部分を拡大した説明図である。
【図６】円周上の帯から構成されているチャートを示す図である。
【図７】矩形形状の孔から透過孔が構成されているチャートを示す図である。
【図８】円周の大きさを変更できるチャートを示す図である。
【図９】透過孔の各孔の大きさを変更することができる孔径可変機構の構成を示す図である。
【図１０】チャートの一構成例を示す平面図である。
【図１１】チャートの他の構成例を示す平面図である。
【図１２】チャートの更に他の構成例を示す平面図である。
【図１３】本発明による光軸調整装置の第２実施例の概略構成図である。
【図１４】（a）は第２実施例に用いられるチャートの平面図、（b）は発光部の一部を省略して示す（a）の側面図である。
【図１５】従来の光軸調整装置の概略構成図である。
【図１６】従来の光軸調整装置の結像に関する説明図である。
【図１７】従来の光軸調整装置のＣＣＤカメラ受像面における像を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１，５０                                          光源
２，５１                                          ピンホール板
３，５３                                          コリメータレンズ
４，４'，５５                                     チャート
５                                                移動手段
６                                                保持手段
７                                                駆動手段
８                                                調心治具
９，１１                                          レンズ系
１０                                              枠
１２，６３                                        ＣＣＤカメラ
１３                                              表示装置
１４，６６                                        演算処理部
１５                                              被調整レンズ系
２０，２１，２２，３１，３２，３３，３４          基板
２３                                              固定ねじ
２４，２５                                        絞り板
２６，２７                                        透過孔板
２８                                              固定ねじ
２９                                              固定ねじ係止用穴
３０                                              貫通穴
５２                                              ＮＤフィルタ
５４                                              ミラー
５６，５９                                        レンズ系
５７                                              玉枠
５８                                              取付部
６０                                              調整治具
６１                                              像面
６２                                              顕微鏡レンズ
６４                                              フォーカス軸
６５                                              粗調心二軸
６７                                              照射点
６８                                              重心
６９                                              微調心二軸
Ｐ０１〜Ｐ０８，Ｐ１１〜Ｐ１８                    ピンホール
Ｒ０，Ｒ１                                        透過孔列
Ｚ０１〜Ｚ０８，Ｚ１１〜Ｚ１８                    ピンホール像
Ｚ０，Ｚ１                                        透過光束群
Ｌ０，Ｌ１                                        光束リング
Ｌ０１〜Ｌ０８，Ｌ１１〜Ｌ１８                    発光部
【図１】
2006047292.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006047292.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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